壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，所述壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)包括：一地面檢測儀；一油水界面檢測傳感器組，通過組合鎧裝電纜與所述的地面檢測儀相連接；所述的油水界面檢測傳感器組由20個(gè)油水界面檢測傳感器組成。由20個(gè)油水界面檢測傳感器以及地面檢測儀組成的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)能夠測量井下油水界面，實(shí)現(xiàn)井下油水界面的連續(xù)測量。
【專利說明】壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于用于控制地下鹽穴腔體形狀的保護(hù)層界面的檢測技術(shù)，具體的講是一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程是使用完成鉆進(jìn)工作的造腔井，從造腔內(nèi)管中連續(xù)向井下鹽層中注入淡水，通過溶解鹽巖轉(zhuǎn)變成為鹵水，再將鹵水通過造腔內(nèi)管和造腔外管之間的環(huán)空連續(xù)排出至地面，從而在井下鹽層中形成一定體積特定形態(tài)的儲(chǔ)存空間作為儲(chǔ)氣庫。在造腔過程中，為了保證該儲(chǔ)存空間達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要在造腔外管與生產(chǎn)套管及井壁的環(huán)空內(nèi)注入作為保護(hù)層材料的柴油到達(dá)工程設(shè)計(jì)的深度位置，以有效控制淡水溶解巖鹽的深度范圍，控制鹽穴儲(chǔ)氣庫的造腔過程，直至完成鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程。因此，為了在鹽穴儲(chǔ)氣庫的造腔過程按照計(jì)劃造腔并防止出現(xiàn)冒頂?shù)戎卮笫鹿?，必需在井下腔體不斷擴(kuò)大的過程中，嚴(yán)格控制油水界面的位置，以保障造腔安全施工。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需在造腔全過程使用井下油水界面檢測儀對井下油水界面進(jìn)行檢測，并按照檢測結(jié)果通過注油或放油不斷調(diào)整井下油水界面的深度位置，保證造腔過程按設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行。
[0003]目前采用的油水界面檢測方案均為將油水界面?zhèn)鞲衅靼惭b在造腔外管外壁上，隨造腔外管一起下入井內(nèi)。油水界面?zhèn)鞲衅魍ㄟ^電纜與地面檢測設(shè)備相連，可以檢測注入柴油是否到達(dá)設(shè)計(jì)深度，以便及時(shí)調(diào)整，保證安全造腔。
[0004]我國深井、超深井的鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔，一般鹽層較厚，井下腔體增大，需要的油水界面檢測深度范圍相應(yīng)增大，范圍可達(dá)百米?，F(xiàn)有的油水界面檢測儀使用的井下檢測傳感器數(shù)量尚不足以滿足我國深井、超深井鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程中對油水界面的全程檢測的要求。目前為實(shí)現(xiàn)深井、超深井鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程中對油水界面的全程檢測，只能在井下油水界面向上超出安裝的最上部井下檢測傳感器的檢測范圍后，通過安排井隊(duì)施工，使用鉆機(jī)將安裝檢測傳感器的造腔外管上提，使得安裝在造腔外管外壁上的井下油水界面檢測傳感器進(jìn)入上部待測的油水界面深度范圍。為滿足井下油水界面檢測的需要，在儲(chǔ)氣庫造腔全過程中，使用鉆機(jī)上提造腔外管管柱次數(shù)多、工程大、時(shí)間長、費(fèi)用高，降低了井下鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)速度，增加了井下鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)成本。
[0005]我國深井、超深井的鹽穴儲(chǔ)氣庫井深在2000米至3000米，井下溫度可達(dá)100°C，井下壓力可達(dá)30MPa。為實(shí)現(xiàn)深井、超深井的油水界面測量，對油水界面檢測儀的溫度性能和耐壓性能提出了更高要求。
[0006]目前使用的串聯(lián)型、并聯(lián)型井下油水界面檢測裝置都存在一個(gè)共同的問題，即長期浸泡在齒水中的下方待用檢測傳感器，這些檢測傳感器的與電纜的連接裝置及傳感器之間的連接電纜，在正常工作I年左右后，不同程度存在輕微漏電，對上方正常檢測油水界面的檢測傳感器造成影響，導(dǎo)致井下油水界面檢測裝置的油水界面檢測功能暫時(shí)下降甚至?xí)簳r(shí)失去檢測功能。井下鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔周期一般為5至6年，在此期間內(nèi)，不容許進(jìn)行重大工程作業(yè)從井內(nèi)提出造腔外管維修、保養(yǎng)或更換井下檢測傳感器。因此，為實(shí)現(xiàn)井下檢測傳感器在5至6年的井下鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔周期內(nèi)無故障正常測量，必需提供有效的可行的技術(shù)方案予以解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中油水界面檢測方案的油水界面檢測儀無法滿足井下油水界面檢測深度范圍要求的難題，本發(fā)明提供了一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，通過在底板上設(shè)置檢測電路以及不銹鋼觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了能在100°c的高溫環(huán)境和30Mpa的高壓環(huán)境長期正常完成檢測工作，適應(yīng)我國鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)已經(jīng)開始向深井發(fā)展，對油水界面的檢測設(shè)備提出的更高性能要求使用的油水界面檢測傳感器，由20個(gè)油水界面檢測傳感器以及地面檢測儀組成的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)能夠測量井下油水界面，實(shí)現(xiàn)井下油水界面的連續(xù)測量。
[0008]本發(fā)明的目的是，提供了一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，包括:一地面檢測儀；一油水界面檢測傳感器組，通過組合鎧裝電纜與所述的地面檢測儀相連接；所述的油水界面檢測傳感器組由20個(gè)油水界面檢測傳感器組成。
[0009]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器組由并聯(lián)的4組油水界面檢測傳感器小組構(gòu)成，每個(gè)油水界面檢測傳感器小組由5個(gè)串聯(lián)的油水界面檢測傳感器構(gòu)成。
[0010]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器包括:底板；設(shè)置在所述底板上的一檢測電路，所述的檢測電路包括多個(gè)電阻器以及多個(gè)二極管，每個(gè)所述的電阻器一端并聯(lián)、另一端與一所述的二極管的負(fù)端相連接；鑲嵌在所述底板上的多個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)，每個(gè)所述的不銹鋼觸點(diǎn)與一所述二極管的正端相連接。
[0011]優(yōu)選的，所述電阻器的數(shù)量與所述二極管的數(shù)量、所述不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量相同。
[0012]優(yōu)選的，所述電阻器的數(shù)量為5。
[0013]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件。
[0014]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件、設(shè)置在下端部的一電纜密封連接件。
[0015]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在所述電阻器的并聯(lián)線與所述下端部的電纜密封連接件之間的壓控開關(guān)。
[0016]優(yōu)選的，所述的油水界面檢測傳感器的厚度小于20毫米，最高密封耐壓為30Mpa，最大油水界面檢測深度為3000米，最高工作溫度為100°C。
[0017]優(yōu)選的，所述的底板由樹脂基絕緣材料制成。
[0018]優(yōu)選的，所述的不銹鋼觸點(diǎn)為圓片型，由鑲嵌固化在所述底板表面上的觸點(diǎn)以及鑲嵌固化在所述底板內(nèi)的圓桿部組成。
[0019]優(yōu)選的，所述的組合鎧裝電纜由4根單芯鎧裝電纜絞合組成。
[0020]優(yōu)選的，所述的地面檢測儀包括穩(wěn)壓檢測電源、與所述的穩(wěn)壓檢測電源相連接的檢測電流表以及與所述的檢測電流表相連接的檢測開關(guān)。
[0021 ] 本發(fā)明的有益效果在于，提供了一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，通過在底板上設(shè)置檢測電路以及不銹鋼觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了能在100°C的高溫環(huán)境和30Mpa的高壓環(huán)境長期正常完成檢測工作，適應(yīng)我國鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)已經(jīng)開始向深井發(fā)展，對油水界面的檢測設(shè)備提出的更高性能要求使用的油水界面檢測傳感器，由20個(gè)油水界面檢測傳感器以及地面檢測儀組成的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)能夠測量井下油水界面，實(shí)現(xiàn)井下油水界面的連續(xù)測量，提高井下油水界面檢測深度范圍和測量精度，減少造腔外管上提次數(shù)，降低造腔成本，滿足反循環(huán)造腔新的造腔工程技術(shù)對井下油水界面的測量要求。
[0022]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的外形圖；
[0027]圖4為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的剖視圖；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖6為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式三的外形圖；
[0030]圖7為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式三的剖視圖；
[0031]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖9為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的具體實(shí)施例的示意圖；
[0033]圖10為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)中地面檢測儀的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖11為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的具體實(shí)施例的電路原理圖；
[0035]圖12為鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程油水界面的檢測示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]本發(fā)明屬于地下鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于控制鹽穴腔體形狀的保護(hù)層界面檢測設(shè)備。
[0038]圖12為鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程油水界面檢測示意圖。由圖12可知，I為地面檢測儀，2為注水，3為注柴油，4為造腔內(nèi)管，5為套管，6為柴油，7為造腔外管，8為油水界面，9為排鹵水，10為檢測傳感器，11為裸眼井段，12為單芯鎧裝電纜。通過造腔內(nèi)管連續(xù)向鹽層注水，溶解鹽層，再將含鹽的鹵水通過造腔內(nèi)管與造腔外管之間的環(huán)空連續(xù)排出至地面，達(dá)到在鹽層中造腔的目的。為了控制鹽層中溶解鹽層形成的腔體形狀，需在造腔外管與井壁的環(huán)空內(nèi)注入柴油到達(dá)鹽層內(nèi)的預(yù)定深度。該深度下的鹽層可溶解，該深度以上的鹽層則不會(huì)溶解，由此在鹽層中形成造腔設(shè)計(jì)中預(yù)定形狀的腔體。為了將柴油注入到預(yù)定深度位置，必需在預(yù)定深度位置造腔外管外壁上安裝油水界面檢測傳感器，檢測注入柴油是否到達(dá)預(yù)定深度，以便及時(shí)調(diào)整，保證安全造腔。
[0039]現(xiàn)有技術(shù)中的油水界面檢測系統(tǒng)由地面檢測儀I和井下檢測傳感器10組成，通過單芯鎧裝電纜相連。其為將油水界面檢測傳感器安裝在造腔外管外壁上，隨造腔外管一起下入井內(nèi)。油水界面檢測傳感器通過電纜與地面檢測設(shè)備相連，可以檢測注入柴油是否到達(dá)設(shè)計(jì)深度，以便及時(shí)調(diào)整，保證安全造腔。然而，在造腔過程中隨著腔體的增大，油水界面的設(shè)計(jì)深度需要不斷向上調(diào)整，范圍可達(dá)數(shù)十米?，F(xiàn)有的油水界面檢測儀使用一根電纜僅能連接一只檢測傳感器，無法滿足井下油水界面檢測深度范圍要求。
[0040]本發(fā)明的目的是:
[0041]第一個(gè)目的是通過使用20只井下油水界面檢測傳感器，可覆蓋我國深井、超深井的鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔的腔體高度的深度范圍，滿足我國深井、超深井鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔測量深度空間的要求，實(shí)現(xiàn)深井、超深井造腔過程油水界面的全程連續(xù)測量。
[0042]本發(fā)明使用的20只井下油水界面檢測傳感器，通過由4根單芯鎧裝電纜組成的組合鎧裝電纜連接，其中每根單芯鎧裝串接5只井下檢測傳感器，構(gòu)成5串4并的檢測方式。在檢測傳感器的安裝間距上，以油水界面檢測容許的5米檢測傳感器間距，從套管鞋開始向上，以5米等間距安裝，20只檢測傳感器檢測深度范圍為100米，覆蓋了我國鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔腔體高度的深度范圍，滿足了鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔測量長度空間的要求。由于不再需要通過多次工程作業(yè)上提檢測傳感器安裝管柱以適應(yīng)檢測油水界面的要求，加快了井下鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)速度，降低了井下鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)成本。
[0043]第二個(gè)目的是為適應(yīng)我國深井、超深井的鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程中油水界面檢測傳感器面臨的長期高溫、高壓工作環(huán)境，檢測傳感器內(nèi)的主要檢測元件不再采用性能受高溫影響較大的電子器件，而采用高溫工作特性較好的電工器件設(shè)計(jì)檢測電路，滿足了檢測傳感器在長期100°C高溫、高壓30MPa工作環(huán)境的性能要求。
[0044]第三個(gè)目的是通過在每組5只串聯(lián)檢測傳感器中的上方4只檢測傳感器內(nèi)各安裝了 I個(gè)壓控開關(guān)，使得在油水界面檢測過程中，由地面檢測儀器發(fā)出的從低到高的檢測電壓分別控制自上而下4個(gè)壓控開關(guān)的通斷，可實(shí)現(xiàn)對處于油水界面位置的傳感器獨(dú)立測量，消除了處于鹵水中的下方檢測傳感器由于檢測傳感器電纜連接件和連接電纜漏電導(dǎo)致的對上方正常檢測油水界面的檢測傳感器的影響，可有效保障油水界面檢測儀在井下鹽穴儲(chǔ)氣庫5至6年的造腔周期時(shí)間空間內(nèi)始終處于正常工作狀態(tài)，適應(yīng)了井下鹽穴儲(chǔ)氣庫5至6年的造腔周期時(shí)間空間內(nèi)不容許將安裝檢測傳感器的造腔外管提出進(jìn)行井下檢測傳感器維修、保養(yǎng)和更換的現(xiàn)實(shí)工程要求。
[0045]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)框圖，由圖1可知，所述的油水界面檢測傳感器200包括:
[0046]底板201;
[0047]設(shè)置在所述底板上的一檢測電路202，所述的檢測電路包括多個(gè)電阻器203以及多個(gè)二極管204，每個(gè)所述的電阻器一端并聯(lián)、另一端與一所述的二極管的負(fù)端相連接；
[0048]鑲嵌在所述底板上的多個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)205，每個(gè)所述的不銹鋼觸點(diǎn)與一所述二極管的正端相連接。
[0049]本發(fā)明提供的油水界面檢測傳感器中所述電阻器的數(shù)量分別與二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量相同。如在如圖4所示的實(shí)施例中，電阻器的數(shù)量、二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量相同，均為5。所述的底板由樹脂基絕緣材料制成。
[0050]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖，由圖2可知，在實(shí)施方式二中，所述的油水界面檢測傳感器200包括:
[0051]底板201;
[0052]設(shè)置在所述底板上的一檢測電路202，所述的檢測電路包括多個(gè)電阻器203以及多個(gè)二極管204，每個(gè)所述的電阻器一端并聯(lián)、另一端與一所述的二極管的負(fù)端相連接；
[0053]鑲嵌在所述底板上的多個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)205，每個(gè)所述的不銹鋼觸點(diǎn)與一所述二極管的正端相連接；
[0054]設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件206，用于檢測油水界面檢測傳感器與單芯鎧裝電纜之間的密封連接。
[0055]圖3為當(dāng)電阻器的數(shù)量、二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量均為5時(shí)，本發(fā)明提供的一種油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的外形圖，由圖3可知，本發(fā)明提供的油水界面檢測傳感器由樹脂基復(fù)合材料制成的底板201及鑲嵌固化在其上表面的不銹鋼觸點(diǎn)205構(gòu)成。該實(shí)施例中的油水界面檢測傳感器只有上端有電纜密封連接件206和鎧裝電纜相連。油水界面檢測傳感器長I米，寬4厘米，厚16毫米。不銹鋼觸點(diǎn)直徑為10毫米。兩個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)之間間距200毫米。每只檢測傳感器上共有5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)。
[0056]圖4為當(dāng)電阻器的數(shù)量、二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量均為5時(shí)，本發(fā)明提供的一種油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的剖視圖，由圖4可知，所述的不銹鋼觸點(diǎn)205為圓片型，由鑲嵌固化在所述底板表面上的觸點(diǎn)2051以及鑲嵌固化在所述底板內(nèi)的圓桿部2052組成，不銹鋼觸點(diǎn)C的圓桿部、電纜連接件底座均鑲嵌固化在樹脂基復(fù)合材料的底板內(nèi)；檢測電路的電阻器203、二極管204、檢測電阻并聯(lián)線207和所有器件間連接導(dǎo)線均由和底板同類的樹脂基復(fù)合材料所填埋覆蓋。電路上所有電阻器的一端連接二極管的負(fù)端，二極管的正端連接不銹鋼觸點(diǎn)。電阻器的另一端均與檢測電阻并聯(lián)線相連。本實(shí)施例中的油水界面檢測傳感器僅單端有電纜連接件。
[0057]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)框圖，由圖3可知，在實(shí)施方式三中，所述的油水界面檢測傳感器200包括:
[0058]底板201;
[0059]設(shè)置在所述底板上的一檢測電路202，所述的檢測電路包括多個(gè)電阻器203以及多個(gè)二極管204，每個(gè)所述的電阻器一端并聯(lián)、另一端與一所述的二極管的負(fù)端相連接；
[0060]鑲嵌在所述底板上的多個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)205，每個(gè)所述的不銹鋼觸點(diǎn)與一所述二極管的正端相連接；
[0061]設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件206、設(shè)置在下端部的一電纜密封連接件206，用于檢測油水界面檢測傳感器與單芯鎧裝電纜之間的密封連接。
[0062]設(shè)置在所述電阻器的并聯(lián)線與所述下端部的電纜密封連接件之間的壓控開關(guān)207。
[0063]圖6為當(dāng)電阻器的數(shù)量、二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量均為5時(shí)，本發(fā)明提供的一種油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的外形圖，由圖6可知，本發(fā)明提供的油水界面檢測傳感器由樹脂基復(fù)合材料底板201及鑲嵌固化在其上表面的不銹鋼觸點(diǎn)205構(gòu)成。本實(shí)施例中的油水界面檢測傳感器兩端均有電纜連接件206。檢測傳感器長I米，寬4厘米，厚16毫米。不銹鋼觸點(diǎn)直徑10毫米。兩個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)之間間距200毫米。每只檢測傳感器上共有5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)。
[0064]圖7為當(dāng)電阻器的數(shù)量、二極管的數(shù)量、不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量均為5時(shí)，本發(fā)明提供的一種油水界面檢測傳感器的實(shí)施方式二的剖視圖，由圖7可知，不銹鋼觸點(diǎn)205為圓片型，由鑲嵌固化在所述底板表面上的觸點(diǎn)2051以及鑲嵌固化在所述底板內(nèi)的圓桿部2052組成，不銹鋼觸點(diǎn)C的圓桿部、電纜連接件206底座均鑲嵌固化在樹脂基復(fù)合材料底板201內(nèi)；電阻器203、二極管204、檢測電阻并聯(lián)線208和所有器件間連接導(dǎo)線均由和底板同類的樹脂基復(fù)合材料所填埋覆蓋。電路上所有電阻器的一端連接二極管的負(fù)端，二極管的正端連接不銹鋼觸點(diǎn)。電阻器的另一端均與檢測電阻并聯(lián)線相連。本實(shí)施例中的油水界面檢測傳感器兩端均有電纜連接件。在并聯(lián)檢測電阻器的并聯(lián)線與檢測傳感器下端的電纜連接密封裝置之間，串聯(lián)接入I個(gè)12V壓控開關(guān)Kv。當(dāng)檢測傳感器進(jìn)行油水界面檢測時(shí)，保護(hù)二極管d為不銹鋼觸點(diǎn)C提供保護(hù)。12V壓控Kv開關(guān)用以選通檢測傳感器。
[0065]本發(fā)明的檢測傳感器由樹脂基復(fù)合材料底板及鑲嵌固化在其上表面的不銹鋼觸點(diǎn)構(gòu)成。檢測傳感器 D12、D13、D14、D15、D22、D23、D24、D25、D32、D33、D34、D35、D42、D43、D44、D45兩端均有電纜密封連接件，與鎧裝電纜相連。檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45只有單端有電纜密封連接件和鎧裝電纜相連。檢測傳感器D長I米，寬40毫米，厚16毫米。不銹鋼觸點(diǎn)C直徑10毫米。兩個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C之間間距200毫米。每只檢測傳感器上共有5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C。
[0066]不銹鋼觸點(diǎn)C的圓桿部、電纜連接件底座均鑲嵌固化在本發(fā)明樹脂基復(fù)合材料底板內(nèi)；檢測電阻器R、保護(hù)二極管d、12V壓控開關(guān)、檢測電阻并聯(lián)線和所有器件間連接導(dǎo)線均由和底板同類的樹脂基復(fù)合材料所填埋覆蓋。電路上所有檢測電阻器R的一端接其對應(yīng)的保護(hù)二極管山保護(hù)二極管d的另一端接不銹鋼觸點(diǎn)。檢測電阻器R另一端均與檢測電阻并聯(lián)線相連。20 只檢測傳感器中，D12、D13、D14、D15、D22、D23、D24、D25、D32、D33、D34、D35、D42、D43、D44、D45上下兩端均有電纜連接密封裝置，檢測傳感器D11、D21、D31、D41、僅上部單端有電纜連接密封裝置。電纜連接密封裝置用于檢測傳感器與單芯鎧裝電纜之間的密封連接。在檢測傳感器 D12、D13、D14、D15、D22、D23、D24、D25、D32、D33、D34、D35、D42、D43、D44、D45內(nèi)部下方，在20個(gè)并聯(lián)檢測電阻器R的并聯(lián)線與檢測傳感器下方的電纜連接密封裝置之間，串聯(lián)接入I個(gè)12V壓控開關(guān)Kv。當(dāng)檢測傳感器進(jìn)行油水界面檢測時(shí)，保護(hù)二極管d為不銹鋼觸點(diǎn)C提供保護(hù)。12V壓控Kv開關(guān)用以選通檢測傳感器。
[0067]本發(fā)明提供的一種油水界面檢測傳感器，通過在底板上設(shè)置檢測電路以及不銹鋼觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了能在100°c的高溫環(huán)境和30Mpa的高壓環(huán)境長期正常完成檢測工作，適應(yīng)我國鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)已經(jīng)開始向深井發(fā)展，對油水界面的檢測設(shè)備提出的更高性能要求使用。所述的油水界面檢測傳感器的厚度小于20毫米，密封耐壓大于30Mpa，井下工作深度不小于3000米，工作溫度不大于100°C。可滿足我國地下鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程中油水界面檢測3項(xiàng)參數(shù)的要求。
[0068]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，由圖8可知，所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)包括:
[0069]一地面檢測儀I ;
[0070]一油水界面檢測傳感器組2，通過組合鎧裝電纜與所述的地面檢測儀I相連接；
[0071]所述的油水界面檢測傳感器組2由20個(gè)所述的油水界面檢測傳感器200組成。
[0072]在具體的實(shí)施方式中，所述的油水界面檢測傳感器組2由并聯(lián)的4組油水界面檢測傳感器小組構(gòu)成，每個(gè)油水界面檢測傳感器小組由5個(gè)串聯(lián)的油水界面檢測傳感器構(gòu)成。
[0073]圖9為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的具體實(shí)施例的示意圖，在圖9中，所述的油水界面檢測傳感器組由并聯(lián)的4組油水界面檢測傳感器小組構(gòu)成，每個(gè)油水界面檢測傳感器小組由5個(gè)串聯(lián)的油水界面檢測傳感器構(gòu)成。即本發(fā)明使用的20只井下油水界面檢測傳感器，通過由4根單芯鎧裝電纜組成的組合鎧裝電纜連接，其中每根單芯鎧裝串接5只井下檢測傳感器。圖9中地面檢測儀，使用4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4絞合組成組合鎧裝電纜L，分別連接I組5只檢測傳感器，合計(jì)4組20只檢測傳感器。4組20只檢測傳感器分別為Dll、D12、D13、D14、D15、D21、D22、D23、D24、D25、D31、D32、D33、D34、D35、D41、D42、D43、D44、D45。
[0074]由圖9可知，該實(shí)施例提供的系統(tǒng)由地面檢測儀1、4芯組合鎧裝電纜、20只油水界面檢測傳感器組成。4芯組合鎧裝電纜由4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4絞合組成。地面檢測儀和位于井下的油水界面檢測傳感器通過4芯鎧裝電纜L相連。20只檢測傳感器分為4組，每組5只。4芯組合鎧裝電纜L的4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4自下而上分別連接到I組傳感器。每組5只傳感器之間使用單芯鎧裝電纜串聯(lián)連接。單芯鎧裝電纜連接LI連接D11、D12、D13、D14、D15，單芯鎧裝電纜連接L2連接D21、D22、D23、D24、D25，單芯鎧裝電纜連接L3連接D31、D32、D33、D34、D35，單芯鎧裝電纜連接L4連接D41、D42、D43、D44、D45。每組5只檢測傳感器之間使用單芯鎧裝電纜串聯(lián)連接。
[0075]該實(shí)施例中的20只油水界面檢測傳感器長度均為I米，由樹脂基絕緣材料制造，長半圓柱形，固定安裝在該傳感器檢測深度的造腔外管外側(cè)。每支檢測傳感器內(nèi)部有5個(gè)阻值均為2k Ω、一端并聯(lián)的檢測電阻器R。所有檢測電阻器R另一端則分別連接一只保護(hù)二極管d的負(fù)端，所有保護(hù)二極管d的正端則分別連接安裝在檢測傳感器上、相互之間等間距為20厘米的圓形不銹鋼觸點(diǎn)C的底部。保護(hù)二極管保護(hù)檢測傳感器D11、D12、D13、D14、D15、D21、D22、D23、D24、D25、D31、D32、D33、D34、D35、D41、D42、D43、D44、D45 的不銹鋼觸點(diǎn)C免于檢測電流引起的電解反應(yīng)腐蝕。不銹鋼觸點(diǎn)C為圓片形，直徑10毫米，鑲嵌在由樹脂基絕緣材料制成的測量傳感器表面上，可與被測介質(zhì)柴油或鹵水直接接觸。20只檢測傳感器中，012、013、014、015、022、023、024、025、032、033、034、035、042、043、044、045 上下兩端均有電纜連接密封裝置，檢測傳感器Dl 1、D21、D31、D41、僅上部單端有電纜連接密封裝置。電纜連接密封裝置用于檢測傳感器與單芯鎧裝電纜之間的密封連接。在檢測傳感器D12、D13、D14、D15、D22、D23、D24、D25、D32、D33、D34、D35、D42、D43、D44、D45 內(nèi)部下方，在并聯(lián)檢測電阻器R的并聯(lián)線與檢測傳感器下方的電纜連接密封裝置之間，串聯(lián)接入I個(gè)12V壓控開關(guān)Kv。12V壓控開關(guān)Kv在其兩端電壓小于等于12V時(shí)斷開，大于12V導(dǎo)通。12V壓控開關(guān)Kv用在油水界面檢測時(shí)，對單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選定的I根單芯鎧裝電纜所連接的5只檢測傳感器，應(yīng)用檢測電壓選擇開關(guān)Kl，分別選擇檢測電壓Vcl—Vc5，對5只檢測傳感器分別單獨(dú)進(jìn)行油水界面測量。
[0076]20只檢測傳感器D厚度小于20毫米，可順利下入中間管和套管之間20毫米的環(huán)空內(nèi)。樹脂基檢測傳感器D的密封耐壓大于30MPa。檢測傳感器檢測井下工作深度大于3000 米。
[0077]本發(fā)明的地面檢測設(shè)備M使用4芯組合鎧裝電纜L和20只檢測傳感器連接圖。地面檢測設(shè)備M和位于井下的20只檢測傳感器D通過組合鎧裝電纜L的4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4相連。每根單芯鎧裝電纜連接5只檢測傳感器。單芯鎧裝電纜連接LI連接011、012、013、014、015，單芯鎧裝電纜連接1^2連接D21、D22、D23、D24、D25，單芯鎧裝電纜連接 L3 連接 D31、D32、D33、D34、D35，單芯鎧裝電纜連接 L4 連接 D41、D42、D43、D44、D45。每組5只檢測傳感器之間使用單芯鎧裝電纜串聯(lián)連接。
[0078]進(jìn)行油水界面檢測時(shí)，自上而下依次對4根單芯鎧裝電纜L4、L3、L2、L1各自連接的5只檢測傳感器使用-12V、-24V、-36V、-48V、-60V五個(gè)檢測電源自上而下選通測量，直至檢測確定油水位置。
[0079]圖10為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)中地面檢測儀的具體結(jié)構(gòu)示意圖，由圖10可知，所述的地面檢測儀I包括穩(wěn)壓檢測電源11、與所述的穩(wěn)壓檢測電源相連接的檢測電流表12以及與所述的檢測電流表相連接的檢測開關(guān)13。
[0080]圖11為本發(fā)明提供的一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的具體實(shí)施例的電路原理圖，由圖11可知，在該具體實(shí)施例中，所述的地面檢測儀由M由5個(gè)串聯(lián)的-12V穩(wěn)壓檢測電源Vcl—Vc5、檢測電流表A、檢測電壓選擇開關(guān)K1、檢測按鈕開關(guān)K2和單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3組成。檢測電壓選擇開關(guān)Kl有5個(gè)選擇檔，可分別選擇5個(gè)串聯(lián)的-12V穩(wěn)壓檢測電源中的-12V測量電壓Vcl、-24V測量電壓Vc2、_36V測量電壓Vc3、-48V測量電壓Vc4、-60V電壓Vc5。單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3可分別選通4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4中的I根進(jìn)行測量。檢測按鈕開關(guān)K2用以接通油水界面檢測通道。單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3用以選通4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4之一，檢測該單芯鎧裝電纜連接的5只傳感器上的油水界面高度。
[0081]下面結(jié)合圖9、圖11，介紹本發(fā)明的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)的工作過程。
[0082]井下檢測傳感器安裝下井過程中，根據(jù)造腔工程設(shè)計(jì)要求，將4組20只檢測傳感器自下而上分別安裝在不同的造腔高度位置。4組20只檢測傳感器組內(nèi)串聯(lián)，組間并聯(lián)安裝下井后，20只檢測傳感器上不銹鋼觸點(diǎn)C與裸眼井段之間為被測介質(zhì)。被測介質(zhì)類型取決于柴油注入深度，或?yàn)榻^緣體的柴油，或?yàn)閷?dǎo)體的鹵水。
[0083]地面檢測設(shè)備的檢測電源Vc正極連接到鎧裝電纜L外鎧皮(大地)。-12V、-24V、-36V、-48V、-60V五個(gè)檢測電源使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇其一，經(jīng)檢測電流表A、按鈕開關(guān)K2，連接到單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇的I根單芯鎧裝電纜芯線，形成一個(gè)油水界面檢測回路。
[0084]進(jìn)行油水界面檢測時(shí)，自上而下依次對4根單芯鎧裝電纜L4、L3、L2、L1各自連接的5只檢測傳感器自上而下選通測量，直至檢測確定油水位置。
[0085]首先使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇的單芯鎧裝電纜L4，對檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45進(jìn)行油水界面檢測。
[0086]在檢測傳感器下井的過程中，使用電纜固定卡子將4芯組合鎧裝電纜L固定在每根下井的立柱上。由于4芯組合鎧裝電纜L外鎧皮與造腔外管相連，造腔外管與大地相連使得大地成為界面檢測儀檢測回路通道的一部分。
[0087]不銹鋼觸點(diǎn)C接地電阻Rd = P /2 JT α (ρ:鹵水電阻率，α:半球形不銹鋼觸點(diǎn)的半徑)。由于鹵水電阻率P不便于檢測，采用標(biāo)定的方法直接標(biāo)定計(jì)算出一個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)c在鹵水中的導(dǎo)通電流。具體過程如下。
[0088]下井安裝過程中，單芯鎧裝電纜連接L4連接的5只檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45的25個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C均在鹵水中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-12V測量電壓Vcl，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)Κ3選擇單芯鎧裝電纜連接L4，對檢測傳感器D45進(jìn)行油水界面檢測。檢測傳感器D45上的5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C均有檢測電流通過。檢測電流Ic =5 (Vcl-Vd)/(R1+R+Rd) ο計(jì)算出(Vc-Vd)/(R1+R+Rd)值，即為I個(gè)不銹鋼點(diǎn)觸點(diǎn)C在鹵水中的電流值，完成I個(gè)在鹵水中不銹鋼觸點(diǎn)C的導(dǎo)通電流值的標(biāo)定工作。該標(biāo)定電流值用于井下20只傳感器的油水界面測量。
[0089]20只檢測傳感器D和4芯組合鎧裝電纜L下井安裝完成后，在地面將4芯組合鎧裝電纜L的4根單芯鎧裝電纜連接L1、L2、L3、L4分別與油水界面檢測儀的地面檢測設(shè)備M相連。在鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程開工后，造腔外管與裸眼井壁之間巳注入柴油。當(dāng)需要檢測油水界面時(shí)，首先使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-12V測量電壓Vcl，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇單芯鎧裝電纜連接L4，對單芯鎧裝電纜L4連接的5只檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45中的D45進(jìn)行油水界面檢測。D45在柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-24V測量電壓Vc2，接通檢測傳感器D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv，對檢測傳感器D44進(jìn)行油水界面檢測。D44在柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-36V測量電壓Vc43，接通檢測傳感器D45、D44內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv，對檢測傳感器D43進(jìn)行油水界面檢測。D43在柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-48V測量電壓Vc4，接通檢測傳感器D45、D44、D43內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv，對檢測傳感器D42進(jìn)行油水界面檢測。D42在柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-60V測量電壓Vc5，接通檢測傳感器D45、D44、D43、D42內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv，對檢測傳感器D41進(jìn)行油水界面檢測。
[0090]當(dāng)油水界面不在單芯鎧裝電纜L4連接的5只檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45中時(shí)，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇單芯鎧裝電纜連接L3，對單芯鎧裝電纜L3連接的5只檢測傳感器D31、D32、D33、D34、D35按上述過程進(jìn)行油水界面檢測。
[0091]當(dāng)油水界面不在單芯鎧裝電纜L3連接的5只檢測傳感器D31、D32、D33、D34、D35中時(shí)，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇單芯鎧裝電纜連接L2，對單芯鎧裝電纜L2連接的5只檢測傳感器D21、D22、D23、D24、D25按上述過程進(jìn)行油水界面檢測。
[0092]當(dāng)油水界面不在單芯鎧裝電纜L3連接的5只檢測傳感器D31、D32、D33、D34、D35中時(shí)，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇單芯鎧裝電纜連接LI，對單芯鎧裝電纜LI連接的5只檢測傳感器D11、D12、D13、D14、D15按上述過程進(jìn)行油水界面檢測。
[0093]上述檢測過程進(jìn)行到測出油水界面為止。
[0094]使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-12V測量電壓Vcl，按下檢測按鈕開關(guān)K2接通檢測回路。由于測量電壓Vcl不大于12V，檢測傳感器D42、D43、D44、D45內(nèi)部下端的12V壓控開關(guān)Kv均處于斷開狀態(tài)，-12V測量電壓Vcl只能對檢測傳感器D45進(jìn)行檢測。檢測傳感器D45上的5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C與裸眼井段(大地)之間被測介質(zhì)為柴油時(shí)，對應(yīng)該不銹鋼觸點(diǎn)C的傳感器內(nèi)部檢測電阻器R無電流通過，測量電流值Ic = 0，測量出檢測傳感器D45處于柴油中。
[0095]當(dāng)檢測傳感器D45的5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C與裸眼井段(大地)之間被測介質(zhì)為鹵水時(shí)，5個(gè)傳感器內(nèi)部檢測電阻器R有電流通過。該測量電流值等于12V測量電壓Vc減去保護(hù)二極管d的0.7V電壓降Vd，除以電纜電阻值Rl與5個(gè)檢測電阻器R和不銹鋼觸點(diǎn)C的接地電阻Rd并聯(lián)值之和。下井電纜長度為已知值，從電纜每米長度電阻值可計(jì)算出電纜電阻值R1。不銹鋼觸點(diǎn)為半球形，半徑5毫米，接地電阻Rd= P/2 JT α (ρ:鹵水電阻率，α:半球形不銹鋼觸點(diǎn)的半徑)。鹵水電阻率P和半球形不銹鋼觸點(diǎn)的半徑α均為定值，所以接地電阻Rd也為定值。當(dāng)檢測傳感器D45的5個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C的上部部分不銹鋼觸點(diǎn)C在柴油中，下部部分不銹鋼觸點(diǎn)C在鹵水中時(shí)，上部部分不銹鋼觸點(diǎn)C無檢測電流通過，下部部分不銹鋼觸點(diǎn)C有檢測電流通過。檢測電流Ic = n (Vc-Vd) / (R1+R+Rd)，η為檢測傳感器D45下部部分不銹鋼觸點(diǎn)C在鹵水中的數(shù)量。(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)為I個(gè)在鹵水中不銹鋼觸點(diǎn)C的導(dǎo)通電流值，由于Vc、Vd、Rl、R、Rd均為已知值，(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)也是已知值，獲得的檢測電流Ic也為已知值。由此可計(jì)算出檢測傳感器D45下部不銹鋼觸點(diǎn)C在鹵水中的數(shù)量n = Ic/[(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)]。測量電壓Vc = Vcl = -12V。由于檢測傳感器D45安裝深度位置是確定的，每一個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C的安裝深度位置也是確定的。計(jì)算出不銹鋼觸點(diǎn)C在鹵水中的數(shù)量η，也就確定了油水界面的位置。η為0、1、2、3、4、5。
[0096]使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-12V測量電壓Vcl，當(dāng)測量電流值Ic = 0，測量出檢測傳感器D45處于柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-24V測量電壓Vc2進(jìn)行測量。此時(shí)檢測傳感器D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv接通，D42、D43、D44內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv仍處于斷開狀態(tài)，-24V測量電壓Vc2只能檢測傳感器D44上的油水界面。由于檢測傳感器D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv有12V電壓降，檢測傳感器D4上的測量電壓也是Vc = Vc2_ Vcl=-12V。檢測傳感器D44測量過程與檢測傳感器D45測量過程相同。
[0097]當(dāng)檢測傳感器D44測量電流值Ic = 0，測量出檢測傳感器D44處于柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-36V測量電壓Vc3進(jìn)行測量。此時(shí)檢測傳感器D44、D55內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv接通，D42、D43內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv仍處于斷開狀態(tài)，-36V測量電壓Vc3只能檢測傳感器D43上的油水界面。由于檢測傳感器D44、D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv均具有12V電壓降，檢測傳感器D43上的測量電壓也是Vc = Vc3-Vc2 = -12V。檢測傳感器D43測量過程與檢測傳感器D44、D45測量過程相同。
[0098]當(dāng)檢測傳感器D43測量電流值Ic = 0，測量出檢測傳感器D43處于柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-48V測量電壓Vc4進(jìn)行測量。此時(shí)檢測傳感器D43、D44、D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv接通，D42內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv仍處于斷開狀態(tài)，-48測量電壓Vc3只能檢測傳感器D42上的油水界面。由于檢測傳感器D43、D44、D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv均具有12V電壓降，檢測傳感器D42上的測量電壓也是Vc = Vc4-Vc3 = -12V。檢測傳感器D42測量過程與檢測傳感器D43、D44、D45測量過程相同。
[0099]當(dāng)檢測傳感器D43測量電流值Ic = 0，測量出檢測傳感器D42處于柴油中時(shí)，使用檢測電壓選擇開關(guān)Kl選擇-60V測量電壓Vc5進(jìn)行測量。此時(shí)檢測傳感器D42、D43、D44、D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv接通，-60V測量電壓Vc3只能檢測傳感器D41上的油水界面。由于檢測傳感器D42、D43、D44、D45內(nèi)的12V壓控開關(guān)Kv均具有12V電壓降，檢測傳感器Dl上的測量電壓也是Vc = Vc5-Vc4 = -12V。檢測傳感器Dl測量過程與檢測傳感器D42、D43、D44、D45測量過程相同。
[0100]如果油水界面檢測確定單芯鎧裝電纜L4連接的5只檢測傳感器D41、D42、D43、D44、D45都處于柴油中，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇的單芯鎧裝電纜L3，對檢測傳感器D31、D32、D33、D34、D35進(jìn)行油水界面檢測。
[0101]如果油水界面檢測確定單芯鎧裝電纜L3連接的5只檢測傳感器D31、D32、D33、D34、D35都處于柴油中，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇的單芯鎧裝電纜L2，對檢測傳感器D21、D22、D23、D24、D25進(jìn)行油水界面檢測。
[0102]如果油水界面檢測確定單芯鎧裝電纜L3連接的5只檢測傳感器D21、D22、D23、D24、D25都處于柴油中，使用單芯鎧裝電纜選擇開關(guān)K3選擇的單芯鎧裝電纜L2，對檢測傳感器Dll、D12、D13、D14、D15進(jìn)行油水界面檢測。
[0103]進(jìn)行上述檢測過程直到測出油水界面為止。
[0104]綜上所述，本發(fā)明提供了一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，通過在底板上設(shè)置檢測電路以及不銹鋼觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了能在100°c的高溫環(huán)境和30Mpa的高壓環(huán)境長期正常完成檢測工作，適應(yīng)我國鹽穴儲(chǔ)氣庫的建設(shè)已經(jīng)開始向深井發(fā)展，對油水界面的檢測設(shè)備提出的更高性能要求使用的油水界面檢測傳感器，由多個(gè)油水界面檢測傳感器以及地面檢測儀組成的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)能夠測量井下油水界面，實(shí)現(xiàn)井下油水界面的連續(xù)測量，提高井下油水界面檢測深度范圍和測量精度，減少造腔外管上提次數(shù)，降低造腔成本，滿足反循環(huán)造腔新的造腔工程技術(shù)對井下油水界面的測量要求。
[0105]本發(fā)明的有益效果在于:
[0106]本發(fā)明使用4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4絞合組成4芯鎧裝組合電纜L，4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4每根連接5只井下檢測傳感器，共應(yīng)用20只檢測傳感器D進(jìn)行井下油水界面檢測。每只井下檢測傳感器D長I米，20只檢測傳感器D的檢測深度范圍達(dá)20米。20只檢測傳感器D以5米間隔配置，測量深度范圍達(dá)100米，可滿足鹽穴儲(chǔ)氣庫深井造腔過程中對腔體高度的油水界面全程檢測和連續(xù)檢測的要求。
[0107]本發(fā)明的檢測傳感器D使用檢測電阻器R作為主要電路器件，有3項(xiàng)效果:(1)傳感器D內(nèi)沒有對溫度敏感的電子器件，降低了井下高溫對傳感器內(nèi)部電路的影響，提高了傳感器D的井下工作壽命和安裝測量井深。(2)電路器件數(shù)量降低到對應(yīng)每個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C僅有一個(gè)檢測電阻器R和一只保護(hù)二極管d，傳感器內(nèi)部電路器件數(shù)量少，降低了傳感器D的故障率。(3)傳感器內(nèi)部電路器件數(shù)量少，有利于提高傳感器加工制造過程中的密封可靠性。
[0108]本發(fā)明的檢測傳感器D最高密封耐壓30MPa，最高工作溫度100°C，最大油水界面檢測深度3000米，可滿足我國地下鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔工程中油水界面檢測上述3項(xiàng)參數(shù)的要求。
[0109]本發(fā)明地面檢測儀器M采用5個(gè)串聯(lián)的-12V穩(wěn)壓檢測電源Vcl—Vc5組成檢測電源Vc，Vc的正端接大地。5個(gè)串聯(lián)的-12V穩(wěn)壓檢測電源Vcl—Vc5的負(fù)端在檢測過程中分另IJ只有I個(gè)接I根單芯鎧裝電纜芯線，結(jié)合檢測傳感器D內(nèi)的極性保護(hù)二極管d，可以有效保護(hù)檢測傳感器D上的不銹鋼觸點(diǎn)C不被電解反應(yīng)腐蝕。
[0110]本發(fā)明地面檢測儀器M檢測過程中，使用檢測傳感器D內(nèi)置的-12V壓控開關(guān)Kv，可使用4組5個(gè)串聯(lián)的-12V穩(wěn)壓檢測電源Vcl—Vc5自上而下分別獨(dú)立檢測I只檢測傳感器上的油水界面情況，有效排除下方檢測傳感器電纜連接件和連接電纜漏電的影響，保證了油水界面的正常測量，提高了油水界面的測量精度。
[0111]4 組 20 只檢測傳感器011、012、013、014、015、021、022、023、024、025、031、032、D33、D34、D35、D41、D42、D43、D44、D45的分別檢測過程中，每只檢測傳感器實(shí)際測量電壓Vc = -12V。通過測量電流值Ic，根據(jù)已知參數(shù)，應(yīng)用n = Ic/[(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)]測量公式計(jì)算出η值，即可計(jì)算出油水界面在該檢測傳感器上的深度位置，誤差小于20厘米。由于每只檢測傳感器安裝深度位置是確定的，每一個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C的安裝深度位置也是確定的。計(jì)算出不銹鋼觸點(diǎn)C在鹵水中的數(shù)量η，也就確定了油水界面的位置，誤差小于20厘米。η 為 0、1、2、3、4、5。
[0112]本發(fā)明使用4組20只檢測傳感器以5串4并方式進(jìn)行油水界面檢測，測量深度范圍可達(dá)20米。
[0113]本發(fā)明的檢測傳感器D使用檢測電阻器R作為主要電路器件，有3項(xiàng)效果:(1)傳感器D內(nèi)沒有對溫度敏感電子器件，降低了井下高溫對傳感器內(nèi)部電路的影響，提高了傳感器D的井下工作壽命。(2)電路器件數(shù)量降低到對應(yīng)每個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)C僅有一個(gè)檢測電阻器R和一只保護(hù)二極管d，傳感器內(nèi)部電路器件數(shù)量少，降低了傳感器D的故障率。(3)傳感器內(nèi)部電路器件數(shù)量少，有利于提高傳感器加工制造過程中的密封可靠性。
[0114]本發(fā)明使用4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4絞合組成4芯鎧裝組合電纜L，4根單芯鎧裝電纜L1、L2、L3、L4每根連接5只井下檢測傳感器，共應(yīng)用20只檢測傳感器D進(jìn)行井下油水界面檢測。每只井下檢測傳感器D長I米，20只檢測傳感器D的檢測深度范圍達(dá)20米。20只檢測傳感器D以5米間隔配置，測量范圍達(dá)100米，可滿足鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔過程中對腔體高度的油水界面全程檢測和連續(xù)檢測的要求。
[0115]檢測傳感器使用電阻器作為主要檢測元器件，由于電阻器較電子器件具有更高的使用溫度，本發(fā)明的檢測傳感器可以在井下100°C的環(huán)境中正常工作，可在3000米的井深正常測量油水界面，可以充分滿足我國深井鹽穴儲(chǔ)氣庫建設(shè)中油水界面檢測的的需要，滿足了深井井下鹽穴儲(chǔ)氣庫5至6年的造腔周期內(nèi)無故障檢測要求。
[0116]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種功能是通過硬件還是軟件來實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。
[0117]本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)包括: 一地面檢測儀； 一油水界面檢測傳感器組，通過組合鎧裝電纜與所述的地面檢測儀相連接； 所述的油水界面檢測傳感器組由20個(gè)油水界面檢測傳感器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器組由并聯(lián)的4組油水界面檢測傳感器小組構(gòu)成，每個(gè)油水界面檢測傳感器小組由5個(gè)串聯(lián)的油水界面檢測傳感器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器包括: 底板； 設(shè)置在所述底板上的一檢測電路，所述的檢測電路包括多個(gè)電阻器以及多個(gè)二極管，每個(gè)所述的電阻器一端并聯(lián)、另一端與一所述的二極管的負(fù)端相連接； 鑲嵌在所述底板上的多個(gè)不銹鋼觸點(diǎn)，每個(gè)所述的不銹鋼觸點(diǎn)與一所述二極管的正端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述電阻器的數(shù)量與所述二極管的數(shù)量、所述不銹鋼觸點(diǎn)的數(shù)量相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述電阻器的數(shù)量為5。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在上端部的一電纜密封連接件、設(shè)置在下端部的一電纜密封連接件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器還包括設(shè)置在所述電阻器的并聯(lián)線與所述下端部的電纜密封連接件之間的壓控開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的油水界面檢測傳感器的厚度小于20毫米，最高密封耐壓為30Mpa，最大油水界面檢測深度為3000米，最高工作溫度為100°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的底板由樹脂基絕緣材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的不銹鋼觸點(diǎn)為圓片型，由鑲嵌固化在所述底板表面上的觸點(diǎn)以及鑲嵌固化在所述底板內(nèi)的圓桿部組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的組合鎧裝電纜由4根單芯鎧裝電纜絞合組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的壓控開關(guān)控制串并聯(lián)電阻器式井下油水界面檢測系統(tǒng)，其特征是，所述的地面檢測儀包括穩(wěn)壓檢測電源、與所述的穩(wěn)壓檢測電源相連接的檢測電流表以及與所述的檢測電流表相連接的檢測開關(guān)。
【文檔編號】G01F23/24GK104515569SQ201410841825
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】吳國明, 申瑞臣, 袁光杰, 田中蘭, 李萍, 路立君, 楊松, 班凡生, 劉奕杉 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院